Wissenschaftler glauben, dass unser schrumpfender Mond besorgniserregende Mondbeben verursacht

Studien über Mondbeben reichen bis in die Apollo-Ära zurück. Vor mehr als 50 Jahren platzierten Astronauten Seismometer rund um die zugewandte Seite der Mondoberfläche, um Erschütterungen aufzuzeichnen. Das stärkste flache Beben ereignete sich in der Nähe des Südpols, in der Nähe der Landeplätze der NASA-Mission Artemis III, die möglicherweise im Jahr 2027 Menschen zum Mond zurückschicken soll Spekulieren könnte Eis auf Wasserbasis haben.

In einer neuen Studie stellen Watters und seine Kollegen fest, dass dieses starke Beben mit einer Gruppe derzeit seismisch aktiver Verwerfungen zusammenhängt, die durch die Schrumpfung des Mondes entstanden sind. Beben in der Gegend könnten Erdrutsche aus losem Gestein und Staub aus umliegenden Kratern auslösen.

Andere Forscher sagen, dass wir immer noch nicht genügend Informationen haben, um gefährliche Orte für eine Landung auf dem Mond zu bestimmen.

Wie ein schrumpfender Mond zu Beben führen könnte

Das Schrumpfen des Mondes war messbar, aber gering. Sein Umfang ist in den letzten paar hundert Millionen Jahren um etwa 150 Fuß geschrumpft. Ein Großteil der Schrumpfung wird durch die natürliche Abkühlung des geschmolzenen Kerns unseres Mondes verursacht. Wenn der Kern abkühlt, zieht sich die Oberfläche des Mondes zusammen und passt sich der Volumenänderung an. Beim Schrumpfen schoben sich Teile der Kruste zusammen und bildeten Grate, sogenannte Überschiebungen.

Die Anziehungskraft der Erde auf den Mond übt auch Kraft auf die Mondoberfläche aus und erhöht die Spannung, was zur Bildung dieser Überschiebungsfehler auf dem Mond beiträgt.

Die Erde erfährt nicht die gleiche Art von Schrumpfung. Unser geschmolzener Kern kühlt ebenfalls ab, aber die Erdkruste besteht aus einem Puzzle tektonischer Platten, im Gegensatz zum Mond, der aus einer einzigen Platte besteht. Energie aus dem Erdkern bewegt diese Platten oder wird durch Vulkanausbrüche freigesetzt, sagte Watters.

Das Schrumpfen unseres Mondes hat vernachlässigbare Auswirkungen auf die Erde. Die Größenänderung hat beispielsweise keinen Einfluss auf das Auftreten von Finsternissen. Auch seine Masse ändert sich nicht, sodass die Gezeiten der Erde auch nicht anders beeinflusst werden.

Es gibt keinen Grund Erdlinge müssten sich um einen schrumpfenden Mond kümmern – es sei denn, wir ziehen dorthin.

„Die Idee besteht nicht darin, irgendjemanden davon abzuhalten, den Südpol des Mondes zu erforschen“, sagte Watters, ein leitender emeritierter Wissenschaftler im Center for Earth and Planetary Studies des National Air and Space Museum. „Aber nur um sicherzustellen, dass klar ist, dass es sich nicht um eine harmlose Umgebung handelt.“

Wie auf der Erde sind diese Verwerfungen oft mit seismischer Aktivität verbunden. Die Überschiebungsverwerfungen können wie eine mehrere Dutzend Meter hohe Wand aussehen – erkennbar, aber sicherlich kein Berg. Dank hochauflösender Bilder des Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA wurden mittlerweile Tausende kleiner Überschiebungsfehler auf dem Mond entdeckt. Die Tatsache, dass sie an der Oberfläche bleiben und nicht bis zur Nichtexistenz erodiert werden, bedeute, dass sie jung und wahrscheinlich aktiv sein müssen, sagte Watters.

Als sie die Überschiebungsfehler in den Bildern lokalisierten, analysierten die Teammitglieder die Daten der Apollo-Seismometer erneut. Mithilfe eines Algorithmus konnten sie die Überschiebungsfehler eingrenzen, die wahrscheinlich die Mondbeben ausgelöst hatten. Sie fanden heraus, dass das stärkste Erdbeben – eine Stärke von 5 auf der Richterskala in der Nähe des Südpols – mit einer Ansammlung wahrscheinlich noch aktiver Verwerfungen zusammenhängt.

„Es gibt keinen Grund zu der Annahme, dass sie derzeit nicht aktiv sind, da wir wissen, dass der Mond immer noch heiß ist und sein Inneres immer noch abkühlt“, sagte Watters.

Um potenzielle Schäden zu ermitteln, modellierte das Team Oberflächenhänge in der Südpolarregion, um festzustellen, ob Gebiete anfälliger für Erdrutsche durch seismische Erschütterungen waren. Es stellte fest, dass einige Hänge in dauerhaft schattigen Gebieten, wie der Shackleton-Krater, der einer der potenziellen Landeplätze für die Artemis-III-Mission der NASA ist, sehr anfällig für seismische Aktivität waren. Selbst eine leichte Erschütterung löste Erdrutsche entlang der steilen Wände aus.

„Es handelt sich nicht um eine riesige Materialmasse, aber es ist dennoch so bedeutsam, dass man sich nicht in der Nähe davon aufhalten möchte“, sagte Watters.

Mondbeben unterscheiden sich in einigen wesentlichen Punkten von Erdbeben. Auf dem Mond können sie viel länger überleben, manchmal stundenlang. Aufgrund der schwächeren Schwerkraft des Mondes wird sich ein Beben auch viel stärker anfühlen als auf der Erde. Selbst ein mäßiges Schütteln könnte Sie aus dem Gleichgewicht bringen, sagte Watters.

Die Studie bringe „mehr Beweise dafür, dass es Mondbeben gibt und einige von ihnen könnten relativ groß sein“, sagte der Geophysiker Allen Husker, der nicht an der Forschung beteiligt war. Die Kombination aus dem Schrumpfen des Mondes und der Anziehungskraft von der Erde „führt dazu, dass diese Mondbeben größer werden, als wir vorher vermutet hätten.“

Wie sich die Beben auf zukünftige menschliche Besuche auswirken könnten

Auch wenn die Beben groß sind, kommen sie nicht allzu oft vor. Huskers Forschung schätzte, dass flache Mondbeben im Durchschnitt etwa alle 100 Tage auf der gesamten Mondoberfläche auftreten. Es wäre ein großer Zufall, wenn ein Beben genau dort eintreten würde, wo die Astronauten für ein paar Tage landen.

Er sagte, es sei wichtig, sich vor der Gefahr zu schützen, wenn Menschen einen Außenposten errichten, um den Mond zu besuchen oder sogar dort zu leben – ähnlich wie die Verstärkung eines Gebäudes in erdbebengefährdeten Gebieten in Kalifornien.

„Zukünftige Mondbasen sollten weit entfernt von seismischen Quellen installiert werden, um Schäden zu vermeiden, oder so gebaut werden, dass sie seismischen Erschütterungen standhalten“, sagte Husker, ebenfalls Forschungsprofessor am California Institute of Technology. „Wenn wir diese kartieren können, wie wir es auf der Erde getan haben, können wir sie vermeiden.“

Allerdings ist nicht jeder von dieser potenziellen Gefahr überzeugt. Eine im Jahr 2022 veröffentlichte separate Studie kam zu dem Schluss, dass flache Mondbeben aus diesen Überschiebungen schwächer ausfallen würden als in dieser neuen Studie beschrieben. Es würde auch viele Gebiete auf dem Mond nicht beeinträchtigen, einschließlich der meisten Landeplatzkandidaten für Artemis III.

Senthil Kumar, ein Autor der Studie von 2022, sagte, sein „Standpunkt bleibe derselbe“, trotz der neuen Forschung. Tatsächlich stellt die neue Studie „eine der seltensten Möglichkeiten“ dar.

„Es ist noch zu früh, solche Gefahrenszenarien für Artemis-Standorte zu befürworten. [which] könnte die Mondbasis zerstören“, sagte Kumar, ein Forscher am National Geophysical Research Institute in Hyderabad, Indien.

Um eine genaue Gefahrenbeurteilung vornehmen zu können, müsse die wissenschaftliche Gemeinschaft die lokalen Standortbedingungen, die Eigenschaften potenzieller Mondbebenquellen und die Bedingungen, unter denen sich die seismische Bodenbewegung ausbreiten würde, besser verstehen, sagte er.

Der beste Weg, einige dieser Details zu erfahren, ist wahrscheinlich ein Flug zum Mond.